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WO1993010160A1 - New thermoplastic fluorocopolymers, and fluoromonomers for use in their manufacture - Google Patents

New thermoplastic fluorocopolymers, and fluoromonomers for use in their manufacture Download PDF

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WO1993010160A1
WO1993010160A1 PCT/EP1992/002557 EP9202557W WO9310160A1 WO 1993010160 A1 WO1993010160 A1 WO 1993010160A1 EP 9202557 W EP9202557 W EP 9202557W WO 9310160 A1 WO9310160 A1 WO 9310160A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
perfluoro
vinyl ether
temperature
formula
distillate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1992/002557
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf KRÜGER
Karl-Erwin Piejko
Michael Negele
Ulrich Eisele
Albrecht Marhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to US08/240,770 priority Critical patent/US5426165A/en
Priority to CA002123693A priority patent/CA2123693C/en
Priority to DE59209255T priority patent/DE59209255D1/en
Priority to JP50893893A priority patent/JP3204669B2/en
Priority to EP92923330A priority patent/EP0613485B1/en
Publication of WO1993010160A1 publication Critical patent/WO1993010160A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
    • C08F214/184Monomers containing fluorine with fluorinated vinyl ethers

Definitions

  • thermoplastic fluoropolymers and fluoromonomers for use in their manufacture
  • the present invention relates to fluoropolymers with improved temperature resistance and heat resistance on the basis of fluoroethylenes, perfluoro (cycloalkyl vinyl ether) and optionally further comonomers being used as comonomers.
  • the present invention also relates to the perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) which impart the advantageous thermal properties to the fluoropolymers according to the invention.
  • Fluoropolymers are used in engineering whenever special properties, such as low surface tension, high resistance to chemicals, oils and solvents, or extreme demands on the
  • polytetrafluoroethylene combines these properties in an excellent way.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the thermoplastic processability can be improved by introducing comonomers. which lower the viscosity of the polymer above the softening point (melting point in partially crystalline systems), and thus improve the melt flow.
  • comonomers are hexafluoropropene and perfluorinated acyclic alkyl vinyl ethers (US Pat. No. 3,180,895).
  • the introduction of such comonomers r lowers the softening point of the copolymer itself, so that the thermoplastic processability is at the expense of the temperature stability of the polymer.
  • fluorine-containing homopolymers such as polyvinylidene fluoride or polychlorotrifluoroethylene can be processed thermoplastically, but because of their low fluorine content they achieve the Properties often do not match the level of highly fluorinated
  • the object of the present invention is to provide new thermoplastically processable fluoropolymers with increased temperature and heat resistance based on fluorine-containing ethylenes as the one comonomer.
  • n 0.1 or 2
  • Copolymerization can be used. These include in particular straight-chain or branched C 3 to C 8 alkenes with at least one fluorine atom or fluorine-free ethylene or propylene.
  • the present invention accordingly relates to thermoplastic fluoropolymers which have been obtained by copolymerizing a) 99.5 to 50 mol% of at least one ethylene having 1 to 4 fluorine atoms, and b) 0.5 to 50 mol% of at least one perfluoro ( cycloalkyl vinyl ether) of the formula I and c) 0-40 mol% of at least one further comonomer from the group consisting of ethylene, propylene and at least one fluorine-containing straight-chain or branched C 3 -C 8 -alkenes.
  • the molar ratio of fluoroethylenes to perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) in the fluoropolymer according to the invention is preferably between 1 and 50, particularly preferably between 2 and 20.
  • Tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, monofluoroethylene are used as ethylenes (component a)) containing at least 1 fluorine atom or chlorotrifluoroethylene in question.
  • Tetrafluoroethylene or vinylidene fluoride are preferably used.
  • perfluoro cycloalkyl vinyl ethers
  • Perfluoro cyclopentyl vinyl ether
  • the perfluoro (vinyl-cycloalkyl) ethers according to the invention are produced from 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluoride (obtainable according to US Pat. No. 3,274,239). In principle, they are obtainable by conversion into their alkali metal salts and subsequent decarboxylation at 170 to 250 ° C., as described in US Pat. No. 3,274,239. However, considerable amounts of 1,1,1,2-tetrafluoroethylcycloalkyl ethers are formed as a by-product, which can be removed only with difficulty and with the loss of high yields.
  • the perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) of the formula I to be used in the copolymerization are prepared from the corresponding 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluorides in accordance with the following formula II
  • Diglyme diethylene glycol dimethyl ether
  • Anhydrous potassium carbonate is preferred as the salt-forming agent
  • the salt-forming agent is preferred as used in a 1.1 - 1.3 molar excess based on perfluoro-2-cycloalkoxy-propanecarboxylic acid fluoride.
  • Dimethylformamide is preferably used in amounts of 1-5% by weight, based on the solvent. An absolutely water-free working method is essential.
  • water-soluble inorganic per compounds are used as initiators, such as persulfates, perborates, percarbonates etc., generally in the form of their sodium or ammonium salts.
  • Decay accelerators usually reducing agents, can also be used.
  • Sulfur compounds such as sodium sulfite, sodium pyrosulfite or Rongalit C (sodium formamidine sulfinic acid), furthermore organic reducing agents such as ascorbic acid, metal salts such as iron (II) or cobalt (I ⁇ ) salts, organometallic compounds etc.
  • the reaction temperatures for the copolymer are between -15 and + 120 ° C, preferably 20 to 90 ° C.
  • chain transfer agents such as methanol, isopropanol, isopentane, ethyl acetate, diethyl malonate and carbon tetrachloride can be used if necessary.
  • the copolymerization is carried out under increased pressure.
  • This pressure should be at least 5 bar, but need not exceed 100 bar.
  • a preferred range for the process according to the invention is 5 to 65 bar.
  • copolymers according to the invention can be prepared in batches, but preferably by semi-continuous or continuous processes. Linear copolymers with molecular weights of 10 3 to 10 6 g / mol are obtained.
  • Example 1 a) Preparation of Perfluoro-2-cyclopentoxypropanecarboxylic Acid Fluoride 150 g (2.59 mol) of calcined potassium fluoride are suspended in 500 ml of diglyme and 456 g (2.0 mol ) Octafluorocyclopentanone condensed. After the slightly exothermic reaction has subsided, the mixture is cooled again to about 5 ° C. and hexafluoropropene oxide is introduced so rapidly that only weak reflux occurs on the dry ice cooler. After 330 g (1.99 mol) of hexafluoropropene oxide have been introduced (about 60 g / h), the mixture is stirred at 5 ° C. for 1 h and at room temperature overnight.
  • the product is then distilled off under reduced pressure (up to 20 mbar) (bp. Up to 60 ° C.), and a two-phase distillate is collected in the cooled receiver.
  • the upper phase consists of approx. 90% diglyme, the lower phase (approx. 80%)
  • Product can be used in the next step without further cleaning.
  • the perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) prepared according to this example was used in the polymerization examples 3, 4, 5 and 6.
  • This crude product (295 g) has a GC purity of 55% (45%. 1,1,1,2-tetrafluoroethyltrifluorovinylether) and cannot be enriched by distillation above 90%.
  • the product was washed with water and then dried to give 81 g of a white powder which was identified as a copolymer consisting of units of vinylidene fluoride and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether).
  • the copolymer is soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide.
  • Intrinsic viscosity is 0.2 dl / g (DMF, 25 ° C).
  • the molar ratio of vinylidene fluoride to perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) in the copolymer was determined by 19 F nuclear magnetic resonance spectroscopy and is 91: 9.
  • Copolymers consisting of units of vinylidene fluoride and perfluoro (n-propyl vinyl ether) isolated.
  • the copolymer is soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide.
  • the intrinsic viscosity is 0.81 dl / g (DMF, 25 ° C).
  • the chemical composition was determined by F nuclear magnetic resonance spectroscopy.
  • the molar ratio of vinylidene fluoride to perfluoro (n-propyl vinyl ether) is 91: 9.
  • Copolymers prepared were DSC and
  • TGA measuring device TGS-2 Perkin-Elmer
  • copolymer composition was determined on the basis of the analyzes of the chlorine and fluorine content:
  • Example 6 Analogously to the procedure described in Example 6, 15 g of the perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) prepared according to Comparative Example 1b, which could only be provided in 55% purity according to this process variant, and 60 g of chlorotrifluoroethylene were copolymerized at 70 ° C. for 6 h. In addition to 0.2 g of a beige-colored coagulate, 11 g of an ocher-colored powder were isolated from the emulsion which, in addition to units of chlorotrifluoroethylene and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) bound in the copolymer, contains large amounts of unidentified impurities.

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Abstract

The invention concerns fluoropolymers with enhanced heat stability and improved resistance to deformation when hot. The fluoropolymers are made from fluoroethylenes, using as comonomers perfluoro cylcoalkyl vinyl ethers and, optionally, other comonomers. The invention also concerns the perfluoro cycloalkyl vinyl ethers which give the fluoropolymers described their useful thermal properties.

Description

Neue thermoplastische Fluorcopolymere und Fluormonomere zum Einsatz bei deren Herstellung New thermoplastic fluoropolymers and fluoromonomers for use in their manufacture

Die vorliegende Erfindung betrifft Fluorpolymere mit verbesserter Temperaturbeständigkeit und Wärmeformbeständigkeit auf Basis von Fluorethylenen, wobei als Comonomere Perfluor- (cycloalkyl-vinylether) und gegebenenfalls weitere Comonomere eingesetzt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die den erfindungsgemäßen Fluorpolymeren die vorteilhaften thermischen Eigenschaften verleihenden Perfluor-(cycloalkyl-vinylether). The present invention relates to fluoropolymers with improved temperature resistance and heat resistance on the basis of fluoroethylenes, perfluoro (cycloalkyl vinyl ether) and optionally further comonomers being used as comonomers. The present invention also relates to the perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) which impart the advantageous thermal properties to the fluoropolymers according to the invention.

Fluorpolymere werden in der Technik immer dann eingesetzt, wenn besondere Eigenschaften, wie niedrige Oberflächenspannung, hohe Chemikalien-, Öl- und Lösungsmittelbeständigkeit oder extreme Anforderungen an die Fluoropolymers are used in engineering whenever special properties, such as low surface tension, high resistance to chemicals, oils and solvents, or extreme demands on the

(Hitze-) AIterungsstabilität verlangt werden. (Heat) aging stability are required.

Als größter Massenkunststoff auf dem Gebiet der Fluorpolymere vereinigt das Polytetrafluorethylen (PTFE) die genannten Eigenschaften in hervorragender Weise. Jedoch läßt sich PTFE bekanntermaßen thermoplastisch nicht verarbeiten. Eine Verbesserung der thermoplastischen Verarbeitbarkeit erreicht man durch die Einführung von Comonomeren. die die Viskosität des Polymeren oberhalb des Erweichungspunktes (Schmelzpunkt bei teilkristallinen Systemen) herabsetzen, und damit den Schmelzfluß verbessern. Solche Comonomere sind beispielsweise Hexafluorpropen und Perfluorierte acyclische Alkyl-vinylether (US-A 3 180 895). Meistens wird aber durch Einführung solcher Comonomere r der Erwe ichungspunkt des Copo lymeren selbst abgesenkt , so daß die Verleihung der thermoplastischen Verarbeitbarkeit zu Lasten der Temperaturstabilität des Polymeren geht. As the largest bulk plastic in the field of fluoropolymers, polytetrafluoroethylene (PTFE) combines these properties in an excellent way. However As is known, PTFE cannot be processed thermoplastically. The thermoplastic processability can be improved by introducing comonomers. which lower the viscosity of the polymer above the softening point (melting point in partially crystalline systems), and thus improve the melt flow. Examples of such comonomers are hexafluoropropene and perfluorinated acyclic alkyl vinyl ethers (US Pat. No. 3,180,895). In most cases, however, the introduction of such comonomers r lowers the softening point of the copolymer itself, so that the thermoplastic processability is at the expense of the temperature stability of the polymer.

Andere fluorhaltige Homopolymerisate wie das Polyvinylidenfluorid oder das Polychlortrifluorethylen sind zwar thermoplastisch verarbeitbar, erreichen aber wegen ihres geringen Fluorgehaltes bei den o.g. Eigenschaften oft nicht das Niveau, das von höchst fluorierten Other fluorine-containing homopolymers such as polyvinylidene fluoride or polychlorotrifluoroethylene can be processed thermoplastically, but because of their low fluorine content they achieve the Properties often do not match the level of highly fluorinated

(Co-)Polymeren erreicht wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue thermoplastisch verarbeitbare Fluorcopolymerisate mit erhöhter Temperatur- und Warmeformbeständigkeit auf Basis Fluor enthaltender Ethylene als des einen Comonomeren zur Verfügung zu stellen.  (Co) polymers is achieved. The object of the present invention is to provide new thermoplastically processable fluoropolymers with increased temperature and heat resistance based on fluorine-containing ethylenes as the one comonomer.

Es wurde gefunden, daß es gelingt, durch Copolymerisation von fluorhaltigen Ethylenen mit Perfluor-(cycloalkyl-vinylethern) der nachfolgenden Formel I thermo-plastische Copolymere mit erhöhter Temperatur- und It has been found that it is possible to copolymerize fluorine-containing ethylenes with perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) of the following formula I, thermoplastic copolymers with increased temperature and

Wärmeformbeständigkeit herzustellen.

Figure imgf000005_0001
n = 0,1 oder 2 To produce heat resistance.
Figure imgf000005_0001
n = 0.1 or 2

m = 3, 4 oder 5. m = 3, 4 or 5.

Zur Modifizierung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Fluorcopolymeren können weitere Comonomere zurTo modify the properties of the fluoropolymers according to the invention, further comonomers can be used

Copolymerisation eingesetzt werden. Hierzu gehören insbesondere gradkettige oder verzweigte C3 bis C8-Alkene mit mindestens einem Fluoratom oder fluorfreies Ethylen beziehungsweise Propylen. Copolymerization can be used. These include in particular straight-chain or branched C 3 to C 8 alkenes with at least one fluorine atom or fluorine-free ethylene or propylene.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demgemäß thermoplastische Fluorcopolymere, die erhalten wurden durch Copolymerisation von a) 99,5 bis 50 Mol-% mindestens eines Ethylens mit 1 bis 4 Fluoratomen, und b) 0,5 bis 50 Mol-% mindestens eines Perfluor-(cycloalkyl-vinylethers) der Formel I sowie c) 0 - 40 Mol-% mindestens eines weiteren Comonomeren aus der Gruppe von Ethylen, Propylen und mindestens ein Fluoratom enthaltenden gradkettigen oder verzweigten C3- bis C8-Alkenen. Bevorzugt beträgt das molare Verhältnis von Fluorethylenen zu Perfluor-(cycloalkyl-vinylethern) in dem erfindungsgemäßen Fluorcopolymeren zwischen 1 und 50, besonders bevorzugt zwischen 2 und 20. Als mindestens 1 Fluoratom enthaltende Ethylene (Komponente a)) kommen Tetrafluorethylen, Trifluorethylen, Vinylidenfluorid, Monofluorethylen oder Chlortrifluorethylen in Frage. Bevorzugt werden Tetrafluorethylen oder Vinylidenfluorid eingesetzt. The present invention accordingly relates to thermoplastic fluoropolymers which have been obtained by copolymerizing a) 99.5 to 50 mol% of at least one ethylene having 1 to 4 fluorine atoms, and b) 0.5 to 50 mol% of at least one perfluoro ( cycloalkyl vinyl ether) of the formula I and c) 0-40 mol% of at least one further comonomer from the group consisting of ethylene, propylene and at least one fluorine-containing straight-chain or branched C 3 -C 8 -alkenes. The molar ratio of fluoroethylenes to perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) in the fluoropolymer according to the invention is preferably between 1 and 50, particularly preferably between 2 and 20. Tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, monofluoroethylene are used as ethylenes (component a)) containing at least 1 fluorine atom or chlorotrifluoroethylene in question. Tetrafluoroethylene or vinylidene fluoride are preferably used.

Von den Perfluor-(cycloalkyl-vinylethern) gemäß Formel I sind solche mit n = 0 bevorzugt. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist der Perfluor-(cyclopentyl-vinylether), das heißt gemäß Formel I ist n = 0 und m = 4. Of the perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) according to formula I, those with n = 0 are preferred. Perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) is particularly preferred according to the invention, that is to say according to formula I n = 0 and m = 4.

Die erfindungsgemäßen Perfluor-(vinyl-cycloalkyl)-ether werden aus 2-Cycloalkoxypropancarbonsäure f luor iden (erhältlich gemäß US-A 3 274 239) hergestellt. Sie sind im Prinzip erhältlich durch Überführung in ihre Alkalimetallsalze und anschließende Decarboxylierung bei 170 bis 250°C, wie in US-A 3 274 239 beschrieben. Dabei entstehen allerdings als Nebenprodukt erhebliche Mengen an 1,1,1,2-Tetrafluorethylcycloalkylethern, die nur schwer und unter Inkaufnahme hoher Ausbeuteverluste entfernt werden können. Reste solcher Nebenprodukte stören die Copolymerisation erheblich und führen zu Fluorcopolymeren mit unzureichenden mechanischen und thermischen Eigenschaften. Die genannten Schwierigkeiten, Perfluor-(cycloalkyl-vinylether) in einer für die Copolymerisation mit Fluorethylenen geeigneten Form herzustellen, sind als Grund dafür anzusehen, daß diese bisher in Fluorpolymeren nicht eingesetzt wurden. Es wurde nun gefunden, daß es gelingt, 2-Cycloalkoxypropancarbonsäurefluoride in einer für die Herstellung von Fluorcopolymerisäten geeigneten Form in Perfluor(-vinylcycloalkyl)-ether zu überführen, wenn ein Verfahren analog dem in der EP-A 260 773 offenbarten Verfahren eingesetzt wird. The perfluoro (vinyl-cycloalkyl) ethers according to the invention are produced from 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluoride (obtainable according to US Pat. No. 3,274,239). In principle, they are obtainable by conversion into their alkali metal salts and subsequent decarboxylation at 170 to 250 ° C., as described in US Pat. No. 3,274,239. However, considerable amounts of 1,1,1,2-tetrafluoroethylcycloalkyl ethers are formed as a by-product, which can be removed only with difficulty and with the loss of high yields. Residues of such by-products significantly impair the copolymerization and lead to fluoropolymers with inadequate mechanical and thermal properties. The difficulties mentioned to produce perfluoro (cycloalkyl vinyl ether) in a form suitable for copolymerization with fluoroethylenes are to be regarded as the reason why they have not previously been used in fluoropolymers. It has now been found that it is possible to convert 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluoride in a form suitable for the preparation of fluoropolymers into perfluoro (-vinylcycloalkyl) ether if a process analogous to the process disclosed in EP-A 260 773 is used.

Erfindungsgemäß werden die bei der Copolymerisation einzusetzenden Perfluor-(cycloalkylvinylether) der Formel I hergestellt aus den entsprechenden 2-Cycloalkoxypropancarbonsäurefluoriden gemäß der nachfolgenden Formel II According to the invention, the perfluoro (cycloalkyl vinyl ethers) of the formula I to be used in the copolymerization are prepared from the corresponding 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluorides in accordance with the following formula II

Figure imgf000007_0001
in dem diese in einem geeigneten Lösungsmittel, das ein salzbildendes Mittel enthält, in Gegenwart einer katalytischen Menge von N,N-Dimethylformamid langsam bis zu einer Temperatur von 110 - 140°C erhitzt wird, bei einer Temperatur ab 100 - 120°C ein Destillat entsprechend einer Kondensationstemperatur zwischen 60 und 90°C abgezogen wird, und das Destillat bei Normaldruck redestilliert wird.
Figure imgf000007_0001
in which it is slowly heated to a temperature of 110-140 ° C in a suitable solvent containing a salt-forming agent in the presence of a catalytic amount of N, N-dimethylformamide, at a temperature of 100-120 ° C a distillate is drawn off according to a condensation temperature between 60 and 90 ° C, and the distillate is redistilled at normal pressure.

Als Lösungsmittel wird bevorzugt Diglyme (Diethylenglykoldimethylether) eingesetzt. Bevorzugt wird als salzbildendes Mittel wasserfreies Kaliumcarbonat Diglyme (diethylene glycol dimethyl ether) is preferably used as the solvent. Anhydrous potassium carbonate is preferred as the salt-forming agent

eingesetzt. Das salzbildende Mittel wird Vorzugs weise in einem 1,1 - 1,3 molaren Überschuß bezogen auf Perfluor-2-cycloalkoxy-propancarbonsäurefluorid eingesetzt. Dimethylformamid wird vorzugsweise in Mengen von 1 - 5 Gew.-% bezogen auf das Lösungsmittel eingesetzt. Wesentlich ist eine absolut wasserfreie Arbeitsweise. used. The salt-forming agent is preferred as used in a 1.1 - 1.3 molar excess based on perfluoro-2-cycloalkoxy-propanecarboxylic acid fluoride. Dimethylformamide is preferably used in amounts of 1-5% by weight, based on the solvent. An absolutely water-free working method is essential.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Copolymerisate können die für die Copolymerisation fluorhaltiger Monomerer bekannten radikalischen Verfahren herangezogen werden; es kann in Lösung, Suspension oder Emulsion copolymerisiert werden (US 2.968.649; US 3.051.677JThe free radical processes known for the copolymerization of fluorine-containing monomers can be used to prepare the copolymers according to the invention; it can be copolymerized in solution, suspension or emulsion (US 2,968,649; US 3,051,677J

US 3.053.818; US 3.331.823; US 3.335.106 mit beispiel- hafter Angabe der in Frage kommenden Reaktionsmedien und allgemeinen Reaktionsbedingungen). Zur Initiierung der radikalischen Copolymerisation werden grundsätzlich bekannte und für das jeweilige Reaktionsmedium geeignete Verbindungen eingesetzt. So verwendet man bei der Lösungs- und Suspensionspolymerisation organische, öllösliche Peroxide, die auch fluoriert sein können, wie Benzoylperoxid, Trifluoracetylperoxid oder organische lösliche Azoverbindungen, wie Azobisisobutyronitril. Bei der Emulsionspolymerisation, die für die Herstellung der erfindungsggemaßen Copolymere bevorzugt wird, werden wasserlösliche anorganische Perverbindungen als Initiatoren benutzt, wie Persulfate, Perborate, Percarbonate etc., im allgemeinen in Form ihrer Natrium-oder Ammoniumsalze. US 3,053,818; US 3,331,823; US 3,335,106 with an example of the possible reaction media and general reaction conditions). In principle, known compounds which are suitable for the respective reaction medium are used to initiate the radical copolymerization. For example, organic, oil-soluble peroxides, which can also be fluorinated, such as benzoyl peroxide, trifluoroacetyl peroxide or organic soluble azo compounds, such as azobisisobutyronitrile, are used in solution and suspension polymerization. In emulsion polymerization, which is preferred for the preparation of the copolymers according to the invention, water-soluble inorganic per compounds are used as initiators, such as persulfates, perborates, percarbonates etc., generally in the form of their sodium or ammonium salts.

In Abhängigkeit von der Polymerisationstemperatur und von der Zerfallskonstante des Initiators müssen bei Anwendung niederer Temperaturen zur Polymerisation Depending on the polymerization temperature and the decomposition constant of the initiator, when using lower temperatures for polymerization

Zerfallsbeschleuniger, in der Regel Reduktionsmittel, zusätzlich eingesetzt werden. Als solche können dienen; Schwefelverbindungen, wie etwa Natriumsulfit, Natriumpyrosulfit oder Rongalit C (Natriumformamidinsulfinsäure), weiterhin organische Reduktionsmittel, wie Ascorbinsäure, Metallsalze, wie Eisen (II)- oder Kobalt-(IΙ)-salze, metallorganische Verbindungen etc. Decay accelerators, usually reducing agents, can also be used. Can serve as such; Sulfur compounds such as sodium sulfite, sodium pyrosulfite or Rongalit C (sodium formamidine sulfinic acid), furthermore organic reducing agents such as ascorbic acid, metal salts such as iron (II) or cobalt (IΙ) salts, organometallic compounds etc.

Die Reaktionstemperaturen für die Copolymeri sat ion liegen zwischen -15 und +120°C, bevorzugt bei 20 bis 90°C. The reaction temperatures for the copolymer are between -15 and + 120 ° C, preferably 20 to 90 ° C.

Um das Molekulargewicht der entstehenden Polymeren einzustellen, können Kettenübertragungsmittel, wie Methanol, Isopropanol, Isopentan, Ethylacetat, Diethylmalonat und Tetrachlorkohlenstoff erforderlichenfalls eingesetzt werden. To adjust the molecular weight of the resulting polymers, chain transfer agents such as methanol, isopropanol, isopentane, ethyl acetate, diethyl malonate and carbon tetrachloride can be used if necessary.

Es ist ein weiteres Kennzeichen des erf indungsgemaßen Verfahrens, daß die Copolymerisation unter einem erhöhtem Druck durchgeführt wird. Dieser Druck soll mindestens 5 bar betragen, braucht aber den Wert von 100 bar nicht zu überschreiten. It is a further characteristic of the process according to the invention that the copolymerization is carried out under increased pressure. This pressure should be at least 5 bar, but need not exceed 100 bar.

Ein für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugter Bereich ist 5 bis 65 bar. A preferred range for the process according to the invention is 5 to 65 bar.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Copolymerisäte kann absatzweise, bevorzugt aber nach halbkontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren erfolgen. Es werden lineare Copolymere mit Molekulargewichten von 103 bis 106 g/Mol erhalten. The copolymers according to the invention can be prepared in batches, but preferably by semi-continuous or continuous processes. Linear copolymers with molecular weights of 10 3 to 10 6 g / mol are obtained.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert: The invention is illustrated by the following examples:

Be i sp i e l 1 a) Herstellung von Perfluor-2-cyclopentoxypropancarbonsäurefluorid In 500 ml Diglyme werden 150 g (2,59 Mol) geglühtes Kaliumfluorid suspendiert und unter Rühren bei ca. 5°C innerhalb von 1 h 456 g (2,0 Mol) Octafluorcyclopentanon einkondensiert. Nach Abklingen der leicht exothermen Reaktion wird erneut auf ca. 5°C gekühlt und Hexafluorpropenoxid so rasch eingeleitet, daß am Trockeneiskühler nur schwacher Rückfluß auftritt. Nachdem 330 g (1,99 Mol) Hexafluorpropenoxid eingeleitet wurden (ca. 60 g/h) wird 1 h bei 5°C und über Nacht bei Raumtemperatur nachgerührt. Example 1 a) Preparation of Perfluoro-2-cyclopentoxypropanecarboxylic Acid Fluoride 150 g (2.59 mol) of calcined potassium fluoride are suspended in 500 ml of diglyme and 456 g (2.0 mol ) Octafluorocyclopentanone condensed. After the slightly exothermic reaction has subsided, the mixture is cooled again to about 5 ° C. and hexafluoropropene oxide is introduced so rapidly that only weak reflux occurs on the dry ice cooler. After 330 g (1.99 mol) of hexafluoropropene oxide have been introduced (about 60 g / h), the mixture is stirred at 5 ° C. for 1 h and at room temperature overnight.

Anschließend wird unter vermindertem Druck (bis 20 mbar) das Produkt abdestilliert (Kp. bis 60°C), in der gekühlten Vorlage wird ein zweiphasiges Destillat aufgefangen. Die Oberphase besteht zu ca. 90 % aus Diglyme, die Unterphase (ca. 80 %ig anThe product is then distilled off under reduced pressure (up to 20 mbar) (bp. Up to 60 ° C.), and a two-phase distillate is collected in the cooled receiver. The upper phase consists of approx. 90% diglyme, the lower phase (approx. 80%)

Produkt) kann ohne weitere Reinigung in die nächste Stufe eingesetzt werden. Product) can be used in the next step without further cleaning.

Zur Charakterisierung und Ausbeutebestimmung wird das Rohprodukt ( Unt e rphas e ) bei Normaldruck über eine kurze Kolonne redestilliert. Überführung in Perfluorcyclopentylvinylether For characterization and determination of the yield, the crude product (lower phase) is redistilled at normal pressure over a short column. Conversion to perfluorocyclopentyl vinyl ether

In 200 ml absolutem Diglyme werden 175 g (1,26 Mol) gepulvertes wasserfreies Kaliumcarbonat und 3 ml Dimethylformamid vorgelegt und bei Raumtemperatur in 1 h 394 g (1,0 Mol) Perfluor-2-cyclopentoxypropancarbonsäurefluorid zugetropft. Leicht exotherm (bis ca. 35°C), nach vollendeter Zugabe wird langsam auf 60°C, 80°C und 110°C erhitzt (jeweils ca. 1 h, ab 80°C leichter Rückfluß und CO2-Abspaltung, ab 110°C kann über eine Brücke ein Destillat abgezogen werden). Die Sumpftemperatur wird auf max. 130°C erhöht, die Kopftemperatur des Destillats schwankt zwischen 65 - 85°C. Das Rohprodukt (280 g) wird über eine 40 cm-Kolonne bei Normaldruck redestilliert: 175 g (1.26 mol) of powdered anhydrous potassium carbonate and 3 ml of dimethylformamide are placed in 200 ml of absolute diglyme, and 394 g (1.0 mol) of perfluoro-2-cyclopentoxypropanecarboxylic acid fluoride are added dropwise at room temperature in 1 h. Slightly exothermic (up to approx. 35 ° C), after the addition is complete, the mixture is slowly heated to 60 ° C, 80 ° C and 110 ° C (each approx. 1 h, from 80 ° C slight reflux and CO 2 elimination, from 110 ° C, a distillate can be withdrawn via a bridge). The bottom temperature is increased to max. 130 ° C increased, the top temperature of the distillate fluctuates between 65 - 85 ° C. The crude product (280 g) is redistilled over a 40 cm column at normal pressure:

Hauptfraktion Kp1013: 80 - 82°C Main fraction Kp 1013 : 80 - 82 ° C

Ausbeute: 255 g (78 Y. d. Th. ) Yield: 255 g (78 yd. Th.)

(GC-)MS: m/e = 328 (Molpeak) (GC-) MS: m / e = 328 (Molpeak)

19F-NMR: δ = -35,° ppm (2d, 1F, JF-F = 83 u. 65 Hz, 19 F-NMR: δ = -35, ° ppm (2d, 1F, J FF = 83 and 65 Hz,

CF = C-O cis);  CF = C-O cis);

-42 , 1 ppm ( 4m, 1F, JF-F = 111 , 83 u.-42.1 ppm (4m, 1F, J FF = 111, 83 u.

6 Hz , CF = C-O trans ) ; 6 Hz, CF = C-O trans);

-51,1 ppm (pseudo-quartett (AA'BB'- System höherer Ordnung), 4F, "J" = 258 Hz, 2CF2); -51.1 ppm (pseudo-quartet (AA'BB 'higher order system), 4F, "J" = 258 Hz, 2CF 2 );

-52,5 ppm (pseudo-quartett (AA'BB'- System höherer Ordnung), 4F, " J" = -52.5 ppm (pseudo-quartet (AA'BB 'system of higher order), 4F, "J" =

258 Hz, 2CF2); 258 Hz, 2CF 2 );

-56,5 ppm (4m, 1F, JF-F = 111,65 u. 6 Hz, = CFO) und -56.5 ppm (4m, 1F, J FF = 111.65 and 6 Hz, = CFO) and

-58,8 ppm (m, 1F, OCF) (gg. ext.  -58.8 ppm (m, 1F, OCF) (vs. ext.

CF3COOH). Der Gehalt an 1,1,1,2-Tetrafluorethylperfluorcyclopentylvinylether ist lt. GC < 2 % . CF 3 COOH). According to GC, the 1,1,1,2-tetrafluoroethylperfluorocyclopentyl vinyl ether content is <2%.

Der nach diesem Beispiel hergestellte Perfluor-(cyclopentylvinylether) wurde in den Polymerisationsbeispielen 3, 4, 5 und 6 eingesetzt. The perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) prepared according to this example was used in the polymerization examples 3, 4, 5 and 6.

Vergleichsbeispiel 1b Comparative Example 1b

Überführung analog Verfahren der US-A 3 274 239 Transfer analogous to the process of US Pat. No. 3,274,239

394 g (1,0 mol) Perfluor-2-cyclopentoxypropancarbonsäurefluorid werden in 300 ml Dioxan gelöst und mit 40,5 g Natriumhydroxid in 100 ml H2O gegen Phenolphthalein alkalisch gestellt. Anschließend wird das Lösungsmittel im Wasserstrahlvakuum entfernt und das verbleibende Salz getrocknet. Das trockene Salz wird dann im Ölpumpenvakuum (0,3 mbar) thermisch (170 -250°C) zersetzt und die Reaktionsgase in einer auf -78°C gekühlten Falle kondensiert. 394 g (1.0 mol) of perfluoro-2-cyclopentoxypropanecarboxylic acid fluoride are dissolved in 300 ml of dioxane and made alkaline with phenolphthalein using 40.5 g of sodium hydroxide in 100 ml of H 2 O. The solvent is then removed in a water jet vacuum and the remaining salt is dried. The dry salt is then thermally decomposed (170-250 ° C) in an oil pump vacuum (0.3 mbar) and the reaction gases are condensed in a trap cooled to -78 ° C.

Dieses Rohprodukt (295 g) hat eine GC-Reinheit von 55 % (45 %. 1,1,1,2-Tetrafluorethyltrifluorvinylether) und kann destillativ nicht über 90 % angereichert werden. This crude product (295 g) has a GC purity of 55% (45%. 1,1,1,2-tetrafluoroethyltrifluorovinylether) and cannot be enriched by distillation above 90%.

Ein Polymerisationsversuch mit dem Rohprodukt beziehungsweise mit dem angereicherten Produkt führte bei sehr geringen Ausbeuten zu verfärbten Produkten, wie Vergleichsbeispiel 6 zeigt. Be isp ie l 2 A polymerization experiment with the crude product or with the enriched product led to discolored products with very low yields, as comparative example 6 shows. Example 2

Herstellung von Perfluorcyclobutylvinylether Manufacture of perfluorocyclobutyl vinyl ether

Analog Beispiel 1b) werden 69 g (0,2 mol) Perfluor-2- cyclobutoxypropancarbonsäurefluorid (hergestellt ausAnalogously to Example 1b), 69 g (0.2 mol) of perfluoro-2-cyclobutoxypropanecarboxylic acid fluoride (prepared from

Perfluorcyclobutanon und Hexafluorpropenoxid analog Beispiel 1a) wobei das Perfluorcyclobutanon (des nach J. Chem. Soc. 7370 (1965) aus 1-Methoxy-pentafluorcyclobut- 1-en und elementarem Fluor und anschließender Hydrolyse des Methylcyclobutylethers erhalten wurde) mit K2CO3 umgesetzt wird. Perfluorocyclobutanone and hexafluoropropene oxide analogously to Example 1a), the perfluorocyclobutanone (which was obtained according to J. Chem. Soc. 7370 (1965) from 1-methoxy-pentafluorocyclobut-1-ene and elemental fluorine and subsequent hydrolysis of the methylcyclobutyl ether) being reacted with K 2 CO 3 becomes.

Ausbeute: 41 g Perfluorbutylvinylether = 74 % d. Th. Yield: 41 g of perfluorobutyl vinyl ether = 74% of theory. Th.

KpND: 59 - 60°C Kp ND : 59 - 60 ° C

Lt. GC/MS Gehalt an 1,1,1,2-Tetrafluorethylperfluorcyclobutylether < 3 %. Lt. GC / MS content of 1,1,1,2-tetrafluoroethyl perfluorocyclobutyl ether <3%.

Beispiel 3 Example 3

Herstellung eines Vinylidenfluorid/Perfluor- (cyclopentylvinylether)-Copolymerisates In einem 0,7 1-Autoklaven wurden 250 ml entionisiertes Wasser vorgelegt. Darin wurden 3,9 g Natriumperfluoroctanoat und 3,0 g Kaliumperoxidisulfat gelöst. Mit Natriumhydroxid wurde diese Lösung auf einen pH-Wert von etwa 10 eingestellt. Dann wurde der geschlossene Autoklav dreimal jeweils mit einem Stickstoffdruck von 10 bar beaufschlagt und anschließend auf Normaldruck entspannt. In den Autoklaven wurden 36 g Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) und 64 Vinylidenfluorid gegeben und das Reaktionsgemisch unter Rühren auf 50°C erwärmt. Nach einer Stunde Reaktionszeit bei dieser Temperatur wurde begonnen, innerhalb von 10 h 50 ml einer wässrigen Lösung, die 1 g Ascorbinsäure, 5 mg Eisen (II) sulfat und 1,5 g Natriumhydroxid enthält, gleichmäßig zuzupumpen. Nach Ablauf dieser Zeit, in der der Reaktionsdruck von 42 bar auf 13 bar abnahm, wurde der Autoklaveninhalt abgekühlt und das nicht umgesetzte Gasgemisch abgelüftet. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde zur vollständigen Koagulation in 300 ml einer 4 %igen wässrigen Magnesiumsulfatlösung gegossen. Das Produkt wurde mit Wasser gewaschen und dann getrocknet, wobei man 81 g eines weißen Pulvers erhielt, das als Copolymeres bestehend aus Einheiten von Vinylidenfluorid und Perfluor-(cyclopentylvinylether) identifiziert wurde. Das Copolymer ist in Dimethylformamid und Dimethylacetamid löslich. Die Preparation of a vinylidene fluoride / perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) copolymer 250 ml of deionized water were placed in a 0.7 l autoclave. 3.9 g of sodium perfluorooctanoate and 3.0 g of potassium peroxydisulfate were dissolved therein. This solution was adjusted to a pH of about 10 with sodium hydroxide. Then the closed autoclave was pressurized three times with a nitrogen pressure of 10 bar and then depressurized to normal pressure. 36 g of perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) and 64 vinylidene fluoride were added to the autoclave and the reaction mixture was heated to 50 ° C. with stirring. After a reaction time of one hour at this temperature, 50 ml of an aqueous solution containing 1 g of ascorbic acid, 5 mg of iron (II) sulfate and 1.5 g of sodium hydroxide were uniformly pumped in within 10 h. After this time, in which the reaction pressure decreased from 42 bar to 13 bar, the contents of the autoclave were cooled and the unreacted gas mixture was vented off. The reaction mixture thus obtained was poured into 300 ml of a 4% aqueous magnesium sulfate solution for complete coagulation. The product was washed with water and then dried to give 81 g of a white powder which was identified as a copolymer consisting of units of vinylidene fluoride and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether). The copolymer is soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide. The

Grenzviskosität beträgt 0,2 dl/g (DMF, 25°C). Das molare Verhältnis von Vinylidenfluorid zu Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) im Copolymeren wurde durch 19F-Kernresonanzspektroskopie bestimmt und beträgt 91 : 9. Intrinsic viscosity is 0.2 dl / g (DMF, 25 ° C). The molar ratio of vinylidene fluoride to perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) in the copolymer was determined by 19 F nuclear magnetic resonance spectroscopy and is 91: 9.

Dabei wurden in Dimethylformamid-d7 gegen den Standard Trifluoressigsäure folgende chemische Verschiebungen gefunden und ausgewertet: The following chemical shifts were found and evaluated in dimethylformamide-d 7 against the standard trifluoroacetic acid:

Figure imgf000015_0001
a : - 14 ; - 16 ; -17; -46 ppm
Figure imgf000015_0001
a: - 14; - 16; -17; -46 ppm

b : -42 ppm  b: -42 ppm

c : -43 ppm  c: -43 ppm

d : -52 ppm  d: -52 ppm

e,e':-30; -35; -53; -59 ppm  e, e ': - 30; -35; -53; -59 ppm

f,f:-32; -38; -49; -55 ppm  f, f: -32; -38; -49; -55 ppm

Vergleichsbeispiel 3 Herstellung einer Vinylidenfluorid/Perfluor-(n-propyl- vinylether)-Copolymerisates Comparative Example 3 Preparation of a vinylidene fluoride / perfluoro (n-propyl vinyl ether) copolymer

Analog der im Beispiel 3 beschriebenen Verfahrensweise wurden 32 g Perfluor-(n-propyl-vinylether) und 68 g Vinylidenfluorid copolymerisiert. Es wurden 72 g eines32 g of perfluoro (n-propyl vinyl ether) and 68 g of vinylidene fluoride were copolymerized analogously to the procedure described in Example 3. 72 g of one

Copolymeren, das aus Einheiten von Vinylidenfluorid und Perfluor-(n-propyl-vinylether) besteht, isoliert. Das Copolymer ist in Dimethylformamid und Dimethylacetamid löslich. Die Grenzviskosität beträgt 0,81 dl/g (DMF, 25°C). Die chemische Zusammensetzung wurde durch F- Kernresonanzspektroskopie bestimmt. Das molare Verhältnis von Vinylidenfluorid zu Perfluor-(n-propyl-vinyl-ether) beträgt 91 : 9. Copolymers consisting of units of vinylidene fluoride and perfluoro (n-propyl vinyl ether) isolated. The copolymer is soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide. The intrinsic viscosity is 0.81 dl / g (DMF, 25 ° C). The chemical composition was determined by F nuclear magnetic resonance spectroscopy. The molar ratio of vinylidene fluoride to perfluoro (n-propyl vinyl ether) is 91: 9.

Beispiel 4 Example 4

In einem 0,3 1-Autoklaven wurden 110 ml entionisiertes Wasser vorgelegt. Darin wurden 1,8 g Natriumperfluoroctanoat gelöst. Mit Natriumhydroxid wurde diese Lösung auf einen pH-Wert von etwa 10 eingestellt. Dann wurde der geschlossene Autoklav dreimal jeweils anschließend auf Normaldruck entspannt. In den Autoklaven wurden 9 g Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) und 21 g Vinylidenfluorid gegeben und das Reaktionsgemisch unter Rühren auf 80°C erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur wurden 20 g einer wässrigen Lösung, die 0,7 g Ammoniumperoxidsulfat enthält, in den Autoklaven gedrückt. Nach einer Gesamtreaktionszeit von 7 h, in der der Reaktionsdruck von 38 auf 15 bar abnahm, wurde der Autoklaveninhalt abgekühlt und das nicht umgesetzte Gasgemisch abgelüftet. Die so erhaltene Emulsion wurde zur vollständigen Koagulation in 130 ml einer 4 %igen wässrigen Magnesiumsulfatlösung gegossen. Das Produkt wurde mit Wasser gewaschen und dann getrocknet, wobei man 19 g eines Copolymeren (weißes Pulver) bestehend aus Einheiten von Vinylidenfluorid und Perfluor-(cyclopentylvinylether) erhielt. Das Copolymer ist in Dimethylformamid und Dimethylacetamid löslich. Die Grenzviskosität beträgt 0,2 dl/g (DMF, 25°C). Die chemische Zusammensetzung wurde durch 19F-Kernresonanzspektroskopie bestimmt. Das molare Verhältnis von Vinylidenfluorid zu Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) beträgt110 ml of deionized water were placed in a 0.3 l autoclave. 1.8 g of sodium perfluorooctanoate were dissolved therein. This solution was made with sodium hydroxide adjusted to a pH of about 10. Then the closed autoclave was then depressurized three times to normal pressure. 9 g of perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) and 21 g of vinylidene fluoride were added to the autoclave and the reaction mixture was heated to 80 ° C. with stirring. After reaching this temperature, 20 g of an aqueous solution containing 0.7 g of ammonium peroxide sulfate were pressed into the autoclave. After a total reaction time of 7 hours, during which the reaction pressure decreased from 38 to 15 bar, the contents of the autoclave were cooled and the unreacted gas mixture was vented off. The emulsion thus obtained was poured into 130 ml of a 4% aqueous magnesium sulfate solution to completely coagulate. The product was washed with water and then dried to obtain 19 g of a copolymer (white powder) consisting of units of vinylidene fluoride and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether). The copolymer is soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide. The intrinsic viscosity is 0.2 dl / g (DMF, 25 ° C). The chemical composition was determined by 19 F nuclear magnetic resonance spectroscopy. The molar ratio of vinylidene fluoride to perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) is

93 : 7. Vergleichsbeispiel 4 93: 7. Comparative Example 4

Analog der im Beispiel 4 beschriebenen Verfahrensweise wurden 9,5 g Perfluor-(n-propyl-vinylether) und 20,5 g Vinylidenfluorid copolymerisiert. Es wurden 19 g eines Copolymeren, das aus Einheiten von Vinylidenfluorid und Perfluor-(n-propyl-vinylether) besteht, isoliert. Das Copolymer ist in Dimethylformamid und Dimethylacetamid löslich. Die Grenzviskosität beträgt 0,7 dl/g (DMF, 25°C). Die chemische Zusammensetzung wurde ebenfalls durch 19F-Kernresonanzspektroskopie bestimmt. Das molare Verhältnis von Vinylidenfluorid zu Perfluor-(n-propylvinylether) beträgt 92 : 8. Analogous to the procedure described in Example 4, 9.5 g of perfluoro (n-propyl vinyl ether) and 20.5 g of vinylidene fluoride were copolymerized. 19 g of a copolymer consisting of units of vinylidene fluoride and perfluoro (n-propyl vinyl ether) was isolated. The Copolymer is soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide. The intrinsic viscosity is 0.7 dl / g (DMF, 25 ° C). The chemical composition was also determined by 19 F nuclear magnetic resonance spectroscopy. The molar ratio of vinylidene fluoride to perfluoro (n-propyl vinyl ether) is 92: 8.

An den entsprechend der vorgenannten Beispiele On the according to the above examples

hergestellten Copolymerisaten wurden DSC- und  Copolymers prepared were DSC and

thermogravimetrische (TGA) Analysen vorgenommen,  thermogravimetric (TGA) analyzes carried out,

Messungen: TGA - Meßgerät TGS-2 (Perkin-Elmer); Measurements: TGA measuring device TGS-2 (Perkin-Elmer);

Aufheizung mit 20 K/min unter Stickstoff von Raumtemperatur bis zur vollständigen Zersetzung.  Heating at 20 K / min under nitrogen from room temperature to complete decomposition.

DSC - Meßgerat DSC-2 (Perkin-Elmer);  DSC - DSC-2 measuring device (Perkin-Elmer);

zweimalige Aufheizung mit 20 K/min unter Helium von -50°C bis +200°C (Meßwerte aus 2. Aufheizung).  twice heating at 20 K / min under helium from -50 ° C to + 200 ° C (measured values from 2nd heating).

Figure imgf000018_0001
Be i sp i e l 5
Figure imgf000018_0001
Example 5

In einem 0,3 1-Autoklaven wurden 130 ml entionisiertes Wasser vorgelegt. Darin wurden 0,5 g Lithiumperfluoroctansulfonat gelöst. Mit Lithiumhydroxid wurde diese Lösung auf einen pH-Wert von etwa 10 eingestellt. Dann wurde der geschlossene Autoklav dreimal jeweils mit einem Stickstoffdruck von 10 bar beaufschlagt und anschließend auf Normaldruck entspannt. In den Autoklaven wurden 9,3 g Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) und 30 g Chlortrifluorethylen gegeben und das Reaktionsgemisch unter Rühren auf 90°C erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur wurden 20 g einer wässrigen Lösung, die 0,8 g Kaliumperoxidsulfat enthält, in den Autoklaven gedrückt. Nach einer Gesamtreaktionszeit von 1,5 h, in der der Reaktionsdruck von 19 auf 15,5 bar abnahm, wurde der130 ml of deionized water were placed in a 0.3 l autoclave. 0.5 g of lithium perfluorooctane sulfonate was dissolved therein. This solution was adjusted to a pH of about 10 with lithium hydroxide. Then the closed autoclave was pressurized three times with a nitrogen pressure of 10 bar and then depressurized to normal pressure. 9.3 g of perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) and 30 g of chlorotrifluoroethylene were added to the autoclave and the reaction mixture was heated to 90 ° C. with stirring. After reaching this temperature, 20 g of an aqueous solution containing 0.8 g of potassium peroxide sulfate were pressed into the autoclave. After a total reaction time of 1.5 h, in which the reaction pressure decreased from 19 to 15.5 bar, the

Autoklaveninhalt abgekühlt und das nicht umgesetzte Gasgemisch abgelüftet. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde zur vollständigen Koagulation in 130 ml einer 4 %igen wässrigen Magnesiumsulfatlösung gegossen. Das Produkt wurde mit Wasser gewaschen und dann getrocknet, wobei man 7,5 g eines Copolymeren bestehend aus Einheiten von Chlortrifluorethylen und Perfluor-(cyclopentylvinylether) erhielt. Das Copolymer ist in Dimethylformamid und Dimethylacetamid nicht löslich. Autoclave content cooled and the unreacted gas mixture vented. The reaction mixture thus obtained was poured into 130 ml of a 4% aqueous magnesium sulfate solution for complete coagulation. The product was washed with water and then dried to obtain 7.5 g of a copolymer consisting of units of chlorotrifluoroethylene and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether). The copolymer is not soluble in dimethylformamide and dimethylacetamide.

Anhand der Analysen des Chlor- und Fluorgehaltes wurde folgende Copolymerzusammenetzung bestimmt: The following copolymer composition was determined on the basis of the analyzes of the chlorine and fluorine content:

Chlortrifluorethylen/Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) = 95/5 (Molverhältnis). Beispiel 6 Chlorotrifluoroethylene / perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) = 95/5 (molar ratio). Example 6

Analog der im Beispiel 5 beschriebenen Verfahrensweise wurden 8,9 g Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) und 60 g Chlortrifluorethylen 2 h bei 70°C copolymerisiert. Es wurden 26 g eines weißen Pulvers isoliert, welches als Copolymeres bestehend aus Einheiten von Chlortrifluorethylen und Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) identifiziert wurde. Anhand der Analysen des Chlor- und Fluorgehaltes wurde folgende Copolymerzusammensetzung bestimmt: Analogously to the procedure described in Example 5, 8.9 g of perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) and 60 g of chlorotrifluoroethylene were copolymerized at 70 ° C. for 2 hours. 26 g of a white powder were isolated, which was identified as a copolymer consisting of units of chlorotrifluoroethylene and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether). The following copolymer composition was determined on the basis of the analyzes of the chlorine and fluorine content:

Chlortrifluorethylen/Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) = 98/2 (Molverhältnis) Vergleichsbeispiel zu Beispiel 6  Chlorotrifluoroethylene / perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) = 98/2 (molar ratio) Comparative example to Example 6

Analog der im Beispiel 6 beschriebenen Verfahrensweise wurden 15 g des nach dem Vergleichsbeispiel 1b hergestellten Perfluor-(cyclopentyl-vinylethers), der nach dieser Verfahrensvariante nur in 55 %iger Reinheit bereitgestellt werden konnte, und 60 g Chlortrifluorethylen 6 h bei 70°C copolymerisiert. Es wurde neben 0,2 g eines beigefarbenen Koagulates 11 g eines ockerfarbenen Pulvers aus der Emulsion isoliert, das neben im Copolymer gebundenen Einheiten von Chlortrifluorethylen und Perfluor-(cyclopentyl-vinylether) große Mengen nicht weiter identifizierter Verunreinigungen enthält. Beispiel 6 Vergleichsbeispiel 6Analogously to the procedure described in Example 6, 15 g of the perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) prepared according to Comparative Example 1b, which could only be provided in 55% purity according to this process variant, and 60 g of chlorotrifluoroethylene were copolymerized at 70 ° C. for 6 h. In addition to 0.2 g of a beige-colored coagulate, 11 g of an ocher-colored powder were isolated from the emulsion which, in addition to units of chlorotrifluoroethylene and perfluoro (cyclopentyl vinyl ether) bound in the copolymer, contains large amounts of unidentified impurities. Example 6 Comparative Example 6

Ausbeute 43 % in 2 h 22 % in 6 h Yield 43% in 2 h 22% in 6 h

Aussehen weißes Pulver ockerfarbenes Pulver + beigefarbenes Koagulat Appearance white powder ocher powder + beige coagulate

Claims

Patentansprüche Claims 1. Thermoplastische Fluorcopolymere erhalten durch Copolymerisation von a) 99,5 bis 50 Mol-% mindestens eines Ethylens mit 1 bis 4 Fluoratomen, und b) 0,5 bis 50 Mol-% mindestens eines Perfluor(cycloalkyl-vinylethers) der Formel I sowie 1. Thermoplastic fluorocopolymers obtained by copolymerization of a) 99.5 to 50 mol% of at least one ethylene with 1 to 4 fluorine atoms, and b) 0.5 to 50 mol% of at least one perfluoro (cycloalkyl vinyl ether) of the formula I and
Figure imgf000021_0001
n = 0,1 oder 2
Figure imgf000021_0001
n = 0.1 or 2
m = 3, 4 oder 5 c) 0 - 40 Mol-% mindestens eines weiteren Comonomeren aus der Gruppe von Ethylen, Propylen und mindestens ein Fluoratom enthaltenden gradkettigen oder verzweigten C3-bis C8- Alkenen. m = 3, 4 or 5 c) 0 to 40 mol% of at least one further comonomer from the group consisting of ethylene, propylene and straight-chain or branched C 3 to C 8 alkenes containing at least one fluorine atom.
2. Perfluor-(cycloalkylvinylether) der Formel 2. Perfluoro (cycloalkyl vinyl ether) of the formula
Figure imgf000022_0001
n = 0,1 oder 2
Figure imgf000022_0001
n = 0.1 or 2
m = 3, 4, 5 oder 6, hergestellt aus den entsprechenden 2-cycloalkoxypropancarbonsäurefluoriden gemäß der nachfolgenden Formel II  m = 3, 4, 5 or 6, prepared from the corresponding 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluorides according to formula II below
Figure imgf000022_0002
in dem diese in einem geeigneten Lösungsmittel, das ein salzbildendes Mittel enthält, in Gegenwart einer katalyt ischen Menge von N,N-Dimethylformamid langsam bis zu einer Temperatur von 110 - 140°C erhitzt wird, bei einer Temperatur ab 100 - 120°C ein Destillat entsprechend einer Kondensationstemperatur zwischen 60 und 90°C abgezogen wird, und das Destillat bei Normaldruck redestilliert wird.
Figure imgf000022_0002
in which it is slowly heated up to a temperature of 110-140 ° C in a suitable solvent containing a salt-forming agent in the presence of a catalytic amount of N, N-dimethylformamide, at a temperature of 100-120 ° C Distillate is drawn off according to a condensation temperature between 60 and 90 ° C, and the distillate is redistilled at normal pressure.
3. Perfluor-(cycloalkylvinylether nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1,1,1,2-Tetrafluorethylcycloalkylethern von weniger als 4 Gew.- %. 4 3. Perfluoro (cycloalkyl vinyl ether according to claim 2, characterized by a content of 1,1,1,2-tetrafluoroethyl cycloalkyl ethers of less than 4% by weight. 4 4. Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Fluorcopolymerer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Perfluor-cycloalkylvinylether) der Formel I hergestellt wird aus den ensprechenden 2-cycloalkoxypropancarbonsäurefluoriden gemäß der nachfolgenden Formel II 4. A process for the preparation of thermoplastic fluoropolymers according to claim 1, characterized in that the perfluoro-cycloalkylvinylether) of the formula I is prepared from the corresponding 2-cycloalkoxypropanecarboxylic acid fluorides according to the following formula II
Figure imgf000023_0001
in dem diese in einem geeigneten Lösungsmittel, das ein salzbi ldendes Mittel enthält, in Gegenwart einer katalytischen Menge von N,N-Dimethylformamid langsam bis zu einer Temperatur von 110 - 140°C erhitzt wird, bei einer Temperatur ab 100 - 120°C ein Destillat entsprechend einer Kondensationstemperatur zwischen 60 und 90°C abgezogen wird, und das Destillat bei Normaldruck redestilliert wird.
Figure imgf000023_0001
by slowly heating it to a temperature of 110-140 ° C in a suitable solvent containing a salt-forming agent in the presence of a catalytic amount of N, N-dimethylformamide, at a temperature of 100-120 ° C Distillate is drawn off according to a condensation temperature between 60 and 90 ° C, and the distillate is redistilled at normal pressure.
PCT/EP1992/002557 1991-11-19 1992-11-06 New thermoplastic fluorocopolymers, and fluoromonomers for use in their manufacture Ceased WO1993010160A1 (en)

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